[实用新型]焊管生产线退火炉的控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种金属工件加工设备，具体地说是涉及焊管生产线退火炉，特别是涉及一种焊管生产线退火炉的控制装置。

背景技术

退火是一种金属热处理工艺，指的是将金属缓慢或迅速加热到一定温度，保持足够时间，然后以适宜速度冷却。目的是降低硬度，使经过铸造、锻轧、焊接或切削加工的材料或工件软化，改善切削加工性；改善塑性和韧性或得到预期的物理性能，使化学成分均匀化，消除残余应力，稳定尺寸，减少变形与裂纹倾向；细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷。

退火炉是制管、焊管、光亮退火、矫直一次性达到行业标准的固熔氨分解在线退火设备，一般安装于制管机或焊管机尾部。退火炉一般包括进料台、加热炉、冷却箱、出料台。在进料台、加热炉、冷却箱、出料台内分别设置若干连续旋转的托辊，减速机通过链条传动带动上述托辊连续旋转，从而使托辊上的工件不断向前移动，这样，工件与辊轴之间没有固定的接触点，工件受热均匀，无碰伤，变形小，同时由于炉内托辊始终在加热炉内旋转，热能损耗相对较少，炉内热效率高。经该设备处理后的工件表面光亮，无脱碳层、硬度均匀，特别适合不锈钢、铜合金及其他合金超长管棒的光亮退火。

焊管的生产加工包括“成型”、“退火”、“定径”、“ 飞锯”几个工艺步骤，焊管的生产线也包含退火炉，如固溶处理在线退火炉，采用高频感应加热在线固溶处理技术，其加热炉、冷却箱内充有惰性气体防止管子氧化，安装于焊管设备的中部。其退火工序是将焊管加热到发生相变或部分相变的温度，经过保温后缓慢冷却的热处理过程，目的是为了消除组织缺陷，改善组织使成分均匀化以及细化晶粒，提高钢的力学性能，减少残余应力；同时可降低硬度，提高塑性和韧性，改善切削加工性能。既为了消除和改善前道工序遗留的组织缺陷和内应力，又为后续工序作好准备，故退火是属于半成品热处理，又称预先热处理。

退火”工序处于“成型”与“定径”工序之间。“成型”即制造近圆开口管坯；“定径”是采用半圆轧辊把近圆管坯整圆。焊管的生产加工一般为二次定径。由于定径过程会微量减小管坯的外径，因此造成速度差，正常情况下，成型与定径阶段的线速度相差很小，一般在5％以下。而退火过程要根据管壁厚度、外径来设定退火炉的运行速度，即进料台、加热炉、冷却箱、出料台的托辊的转速。管径越大，退火时间越长，速度越慢。

然而，在实际生产过程中，由于“成型”与“定径”阶段的实际速差与设定退火炉的前后速比之前存在较大偏差；或是生产不稳定，例如，产品管未焊好，直径偏大，容易卡在退火炉冷却段石墨槽，而导致经常发生设备事故。以上两点导致前方管子送来人而从退火炉出去不及时，在高温下，焊管的强度降低，造成产品管发生扭曲，被后方来管挤压成一团，卡堵在退火炉膛内，甚至造成退火炉加热炉的石英管（焊管从石英管中穿过，石英管外面包电磁振荡线圈，焊管在变化的电磁场中感应自加热）发生爆裂。往往等到发现时事故已经扩大，且设备维修成本过高，生产停顿时间过长，据统计，一次堵炉事故造成停机维修时间达10小时以上，维修费用数千元以上，给生产带来很大损失。

PLC是一种专门在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。

编码器（encoder）是将信号（如比特流）或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。编码器把角位移或直线位移转换成电信号，前者称为码盘，后者称为码尺。按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种；按照工作原理编码器可分为增量式和绝对式两类。增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小。绝对式编码器的每一个位置对应一个确定的数字码，因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关，而与测量的中间过程无关。

远程I/O模块是具有通信功能的数据采集/传送模块，其自身没有控制调节功能，只是将现场数据送到控制中心（比如PLC），或者接受控制中心的数据，对现场设备进行控制。其通信方式很多，各个厂家都有自己标准，比如自由口通信、PROFIBUS、MODBUS等等。以往都是采用控制电缆和PLC连接。如果采用了远程I/O，就可以通过一条通信线和PLC连接，节省了布线、节省了PLC自身的I/O点数。